Нефелометр для измерения индикатрисы рассеяния аэрозолей

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 50 4 С 01 М 21/47 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 2плоских зеркала 3 с изменяющимся по длине коэффициентом отражения, Зеркала 3 параллельны зондирующему пучку и расположены по обе стороны от него, при этом приемное устройство 2 находится между зеркалами 3. При повороте приемного устройства 2 вследствие переотражений зеркалами 3 рассеянного аэрозолем излучения увеличивается или уменьшается визируемый объем аэрозоля, Ход лучей таков, что с некоторым приближением увеличение рассеивающего объема компенсирует уменьшение интенсивности рассеяния в области углов около 90 . Изменяющийся по длине зеркал коэффициент отражения делает чувствительность нефелометра плавно изменяющейся в зависимости от угла поворота приемного устройства. 4 ил. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯПРИ ГКНТ СС.СР(56) Авторское свидетельство СССР У 811108, кл. С 01 И 21/26, 1981.Авторское свидетельство СССР Р 1383165, кл, С 01 И 21/47, 1987. (54) НЕФЕЛОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ИНДИЕАТРИСЫ РАССЕЯНИЯ АЭРОЗОЛЕЙ (57) Изобретение относится к оптическим методам измерения характеристик аэрозолей и может использоваться, например, в метеорологии, Цель изобретения - повышение точности измерения. Нефелометр содержит источник 1 зондирующего излучения, приемное устройство 2, механизм вращения и два ЯО 1500919Изобретецие относится к техникедля определения параметров аэрозолейоптическими методами и может быть использовано в метеорологии для исследования атмосферы.Целью изобретения является повышение точности измерений,На фиг,1 показана оптическая схема предлагаемого нефелометра; на 10фиг.2 - приемное устройство, разрез;ца фиг,3 - ход лучей, показывающийуменьшение чувствительности вследствие экранирования лучей зеркалаприемного устройства; на фиг.4 - ре-. 15зультаты расчета чувствительности нефелометра, выходного сигнала с фотоприемника и индикатрисы рассеяния,для которой выполнен расчет выходного сигнала. 20Нефелометр содержит источник 1зондирующего излучения, приемное устройство 2 и два зеркала 3, расположенцых параллельно зондирующему пучку и расположенных с двух сторон от25 пучка, при этом приемное устройство 2 находится между зеркалами 3, Приемное устройство 2 находится между зеркалами 3. Приемное устройство 2 (фиг,2) соединено с механизмом 4 вра щения и содержит зеркало 5, объектив.1б и фотсприемник 7.Устройство работает следующим образом.Приемное устройство 2 посредством 35 механизма 4 вращения вращается вокруг оптической оси объектива 6 до отражения, при этом рассеянное аэрозолем излучение, отразившись от зеркала 5, направляется на объектив 6 и далее 40 ца фотоприемник 7. В зависимости от угла поворота зеркала вследствие переотражений лучей от зеркал 3 в объектив попадает больше или меньше рассеянного света. На фиг. 1, цапримерь 45 для угла 8, = 13 между оптической осью источника 1 зондирующего излучения и оптической осью приемного устройства 2 рассеивающий объем удваивается, а для угла 8= 30 - утраивается, для угла д,= 79 объем увеличивается в 15 раз. Увеличение рассеивающего объема компенсирует уменьшение интенсивности света для большинства аэрозолей. Увеличение рассеянного излучения при постоянном поле зрения способствует увеличению точности измерений, Кроме того, за счет увеличения рассеивающего объема уменьшаются ошибки, вызванные цеоднородцостью плотности и структуры аэрозоли.Для диапазона углов, примерно равного 82-98 , вследствие экрацироваоция лучеи зеркалом 5 приемного устроцства 2 чувствительность нефелометра падает, оставаясь тем не менее в два раза больше, чем в схеме без зеркал (для 8 = 90). На фиг.3 показан ход лучей для этого случая. Видно, что при дальнейшем увеличении угла 8 луч Ы будет экранироваться зеркалом 5 приемного устройства 2, Изменяя длины Е, и Еи ширину Ь, можно изменять диапазоны углов, для которых увеличивается рассеивающий объем вследствие переотражения рассеянного излучения. Если коэффициент отражения зеркал 3 постоянен по длине, то чувствительность нефелометра в момент перехода попя зрения на край зеркала 3 (или с края зеркала) будет изменяться ступенчато, что явится дополнительным источником ошибок измерений. Чтобы получить плавно изменяющуюся зависимость чувствительности от угла рассеяния, зеркала 3 выполнены с изменяющимся по длине коэффициентом отражения по закону, близкому к линейному. Возможны разные варианты исполнения таких зеркал, например на стеклянную пластину на одну сторону наносится зеркальное покрытие (серебрение с защитой окисью алюминия), а на другую поверхность наносится никелевое покрытие переменной толщины. Зеркало ставится слоем никеля в сторону аэрозоли.На фиг.4 приведены результаты ориентировочного расчета чувствительности нефелометра Б (кривая 8) и выходного сигнала с фотоприемника 7 (кривая 9).Выходной сигнал получен для аэрозоли с индикатрисой рассеяния 1, ход которой приведен на фиг.4 (кривая 10). Все кривые даны в относительных единицах. Для диапазона углов 82-98 расчеты не проводились. Коэффициент отражения зеркала принят равным 0,96. Для верхнего зеркала 3 (фиг.1) на участке длиной 88 мм коэффициент отражения изменяется по линейному закону от 0 до 0,96, для нижнего зеркала так же, но на участке длиной 55 мм. При расчете выходного сигнала учитывалось также увеличение сигнала за15 00919 счет увеличения поля зрения в вертикальной плоскости при повороте зеркала от 0 до 90 . Достигается увеличение сигнала в 11 раз. формула изобретенияНефелометр для измерения индикатрисы рассеяния аэрозолей, содержащий источник коллимированного зондирующего излучения и приемное устройство, оптически связанные между собой через рассеивающий объем, и механизм вращения приемного устройства, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 6повышения точности измерений, нефелометр дополнительно содержит цва зеркала с изменяющимся по длине в зависимости от вида измеряемой индикатрисы рассеяния коэффициентом отражения, зеркала установлены параллельно оптической оси источника зондирующего 1.излучения с двух сторон от нее, приемное устройство установлено между зеркалами, при этом зеркала установлены с возможностью перемещения в параллельном и перпендикулярном относительно оптической оси источника 15 зондиРующего пучка направлениях.